基于SimulationX的四轴重型载货汽车虚拟样机建模研究开题报告

1. 研究目的与意义

本课题拟基于多学科领域仿真软件SimulationX，研究某四轴重型载货汽车的虚拟样机建模问题。达到掌握建模软件SimulationX，熟悉虚拟样机建模过程，提高设计能力的目的。

2. 国内外研究现状分析

1956年7月15日第一汽车制造厂生产出第一辆解放牌载货汽车开始，我国生产汽车的历史已近50年。在这期间，国内的研究人员在车辆的性能研究方面开展了大量的工作，并取得了丰硕的成果。郭孔辉院士在汽车操纵稳定性、轮胎力学、驾驶员行为模型及驾驶员与汽车闭环操纵系统仿真、汽车振动与载荷的统计分析等领域都进行了系统的研究，其研究成果为重型载货汽车产品开发中实用设计技术的开展奠定了坚实的理论基础。中国第一汽车集团公司在将汽车理论研究系统应用于重型载货汽车产品开发方面进行了积极的、创造性的实践，在重型载货汽车ca1170p2k1l2、ca1260p2k1t1开发中对设计方案进行了详细的计算分析，计算分析涉及整车动力性、经济性、转向性能、转向与悬架系统运动干涉、稳态转向特性、横坡稳定性、滑行性能等多项内容。设计阶段严格的性能控制使所设计车辆具有良好的整车性能，其质量和性能水平经试验证明均处于国内领先水平，部分指标达到国外同类车型的水平。

1962年-1966年，原吉林工业大学陈萌三等对于周转向双轴挂车横向稳定性课题采用模型试验的方法进行了研究，并发表了题为《汽车列车直线行驶稳定性》的论文，在此文中详细叙述了应用相似理论进行模型试验的实验设备及方法。但由于当时的计算机应用技术水平和测试手段的限制，不能对试验数据进行实时采集和处理。20实际80年代中期，我国开展了对重型汽车操纵稳定性的研究。1986年，河北工学院的娄晓苏建立包括牵引车侧偏、横摆和半挂车相对牵引车横摆的数学模型，对重型汽车的稳态转向进行了模拟计算。江苏工学院的王德彬利用三自由度模型，对重型汽车稳态转型和转弯制动进行了研究。1988年，湖南大学郭正康对五轴半挂列车的转弯制动进行了研究，指出左、右车轮不同的热效应会引起左右两侧制动力的不等。1990年，他又研究了全挂列车的制动性能，指出全挂列车有三种典型的失稳现象：折叠、挂车摆振和挂车舌板摆动。发现除了横向运动外，全挂车在制动过程中存在着纵向撞击的现象。1991年，云南工学院的郑忠华把全挂列车简化为牵引车、挂车舌板、挂车车身和挂车后轴四自由度力学模型，从理论上研究了全挂列车的稳态转向特性。1998年，清华大学的张越今在其《汽车多刚体动力学及计算机仿真》中，建立了由一节牵引车和五节双轴转向的全挂拖车组成的汽车列车模型，其研究对象是仓储运输列车。1999年，吉林大学交通学院的交通环境与安全技术课题组对半挂汽车列车行驶稳定性的计算机仿真与模型试验进行了研究，为重型载重汽车行驶稳定性研究提供了有效的手段和理论指导。

国产重型载货汽车市场状况向着大吨位、高档化是发展方向。载重10t以上重型车市场份额迅速扩大，载重10t以下重型车市场份额明显缩小。随着国内重型汽车生产企业与国外重型汽车生产企业技术交流合资合作的加强与发展，以及国内重型汽车生产企业为适应市场竞争的需要，研发工作受到广泛重视，在操纵稳定性、舒适性、安全性、动力性、经济性、可靠性和环保性等方面取得了一定进步。

3. 研究的基本内容与计划

第14-16周：整理分析研究资料，撰写论文，准备答辩。

4. 研究创新点

采用多学科领域仿真软件SimlationX研究四轴重型载货车辆的虚拟样机建模问题，可为后续产品的研究开发提供虚拟试验平台。